1 / 20

Opływ ciała przez ciecze i gazy

Akademia Rolnicza w Krakowie WIŚiG Katedra Inżynierii Wodnej. Opływ ciała przez ciecze i gazy. dr inż. Leszek Książek. PLAN PREZENTACJI. Wprowadzenie Warstwa przyścienna Siła oporu Współczynnik oporu Opływ ciał Efekt Magnusa Przykład.

orpah
Download Presentation

Opływ ciała przez ciecze i gazy

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Akademia Rolnicza w Krakowie WIŚiG Katedra Inżynierii Wodnej Opływ ciała przez ciecze i gazy dr inż. Leszek Książek

  2. PLAN PREZENTACJI • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  3. Ciało opływane płynem idealnym nie stawia żadnego oporu. W cieczy rzeczywistej w wyniku działania lepkości ciało opór ciała nigdy nie równa się zeru. Problemy inżynierskie: • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład a) opór naziemnych i napowietrznych konstrukcji owiewanych przez wiatr, np. kominy, b) opór poruszających się pojazdów w powietrzu lub cieczy, c) opór stawiany przez podwodne budowle np. przęsła mostu a nawet całe wyspy w korycie rzecznym

  4. warstwa przyścienna • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład Na powierzchni każdego ciała opływanego płynem powstaje cienka warstwa płynu, nazywana warstwą przyścienną - duże różnice prędkości w poszczególnych warstwach płynącej cieczy (gradient prędkości). - cząstki płynu przylegające do opływanego ciała posiadają względem niej prędkość równą zeru. Przejście od prędkości zero na powierzchni ciała do prędkości w otaczającym strumieniu odbywa się stopniowo.

  5. warstwa przyścienna • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  6. oderwanie warstwy przyściennej • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład zjawisko to powoduje zniszczenie charakterystycz-nego dla warstwy przyściennej rozkładu prędkości i wystąpienie strefy zawirowań w zawirowanym obszarze tylnej części ciała obniża się ciśnienie w porównaniu z przepływem w otaczającym strumieniu

  7. siły działające na opływane ciało • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład składowa siły równoległa do wektora prędkości - opór profilowy Rx, składowa prostopadła - siły nośna Rz. Opór profilowy jest sumą oporu tarcia Rxt i oporu ciśnienia Rxc. Opór tarcia jest wynikiem lepkości płynu zaś opór ciśnienia wynika z niesymetrycznego rozkładu ciśnienia na powierzchni opływanego ciała.

  8. siła oporu profilowego Rx (wleczenia FD) • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład Rx– siła oporu profilowego [N]Cx - współczynnik oporu [ - ]A - rzut ziarna na płaszczyznę równoległą do przepływu [m2] - gęstość cieczy [kg·m-3]u – prędkość opływu [m·s-1]

  9. współczynnik oporu Cx • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  10. współczynnik oporu Cx • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  11. Opływ ciał • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  12. Opływ ciał • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  13. efekt Magnusa • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  14. wysokość szerokość • przykład • Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład Określić minimalne wymiary słupa podtrzymującego tablicę ogłoszeniową. DANE: wymiary tablicy: szerokość b = 5 m, wysokość h = 3 m, gęstość powietrza r = 1,25 kg/m3

  15. umax = 30 m/s • maksymalne prędkości wiatru

  16. współczynnik Cx b/h = 5/3 = 1,7 Cx = 1,18

  17. rozwiązanie Rx = 1,18 · 5 · 3 · 1,25 · 302 · 0,5 = N 9956,25 ramię siły Mw = 9956,25 · 4,5 = 44 803,1 Nm

  18. Wprowadzenie • Warstwa przyścienna • Siła oporu • Współczynnik oporu • Opływ ciał • Efekt Magnusa • Przykład

  19. Batchelor G. K. (1967), Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 331-343, 348-353, Błażejewski R., 1991, 100 prostych doświadczeń z wodą i powietrzem, Wyd. Nauk.-Techn., Evett J.B., Liu C., 1989, 2500 Solved Problems in Fluid Mechanics and Hydraulics, McGraw-Hill Book Company Koźmiński C., Górski T., Michalska B., 1990, Atlas klimatyczny elementów i zjawisk szkodliwych dla rolnictwa, IUNiG Puławy, s.72, Książek. L, 2000, Proces deformacji dna koryta potoku górskiego i jego związek z siłą wleczenia pojedynczych ziaren rumowiska, Rozpr. Dokt., AR Kraków, maszynopis, Olsen N.R.B., Melaaen M.C. (1993), Vortex shedding behind a circular cylinder, http://www.sintef.no/units/civil/water/vass/cylinder.html Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., 1997, Mechanika płynów w przykładach, Wyd. Nauk.-Techn., Troskolański A.T., 1969, Hydromechanika, Wyd. Nauk.-Techn.,

More Related